Voler comme un scarabée rhinocéros
Des scientifiques de l’EPFL ont découvert que les scarabées rhinocéros utilisent des mécanismes passifs pour déployer et rétracter leurs ailes au lieu de muscles. Cette découverte les a incités à développer un nouveau microrobot.
Les oiseaux, les chauves-souris et les abeilles utilisent tous des muscles distincts pour déployer et rétracter leurs ailes. Les petits insectes, compte tenu de l’espace réduit dont ils disposent, peuvent être différents et les scientifiques se demandent encore s’ils utilisent effectivement des muscles pour actionner leurs ailes. Les coléoptères présentent un exemple complexe de mécanisme de vol, avec une paire d’ailes antérieures rigides, appelées élytres, et une paire d’ailes postérieures membraneuses et pliables : Au repos, les ailes postérieures sont repliées sous l’enveloppe protectrice des élytres ; avant le décollage, les élytres s’ouvrent complètement et libèrent les ailes postérieures qui se déploient à la manière d’un origami.
Malgré les recherches récentes sur les ailes postérieures des coléoptères, les études n’ont pas pu élucider la manière dont elles sont actionnées. Aujourd’hui, des scientifiques dirigés par Dario Floreano à l’EPFL ont dévoilé pour la première fois que les ailes postérieures des coléoptères se déploient et se rétractent de manière passive. En utilisant une combinaison de caméras à grande vitesse et de tests sur des modèles robotisés, ils montrent que les ailes postérieures s’appuient sur les élytres pour se déployer et se rétracter, tandis que les battements d’ailes les forcent à se déployer. Ces résultats pourraient être utiles pour concevoir de nouveaux microrobots capables de voler dans des espaces confinés. Les chercheurs de l’EPFL ont déjà utilisé les connaissances nouvellement acquises pour tester un microrobot battant qui exploite un mécanisme passif similaire pour décoller, voler et atterrir. La recherche a été publiée dans Nature.
« Contrairement à l’hypothèse selon laquelle chaque mouvement nécessite un mécanisme spécifique, cette étude montre que l’évolution naturelle exploite les synergies de contrôle et les interactions physiques pour réduire la complexité, économiser de l’énergie et gagner en résilience », déclare Dario Floreano, directeur du Laboratoire des systèmes intelligents de l’EPFL. Des recherches antérieures ont largement exploré le pliage en forme d’origami des ailes postérieures des coléoptères, en supposant que les muscles thoraciques propulsent leur déploiement et leur rétraction. « Le principal défi consistait à démontrer que les muscles ne sont pas impliqués dans le processus de déploiement des ailes à la base des ailes postérieures des coléoptères », explique Hoang-Vu Phan, postdoc dans le groupe de Floreano et premier auteur de la publication.
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